2025年大学大三（飞行器制造工程）飞机结构设计专项测试试题及答案

2025年大学大三（飞行器制造工程）飞机结构设计专项测试试题及答案

（考试时间：90分钟满分100分）班级______姓名______第I卷（选择题共30分）答题要求：本卷共10小题，每小题3分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.飞机机身结构设计中，为保证机身强度和刚度，常采用的结构形式是（）A.构架式B.半硬壳式C.硬壳式D.整体壁板式答案：B2.飞机机翼的主要受力部件不包括（）A.翼梁B.翼肋C.桁条D.蒙皮答案：B3.飞机起落架的减震装置主要作用是（）A.减小着陆时的垂直过载B.减小起飞时的水平推力C.提高飞机的飞行速度D.增加飞机的航程答案：A4.飞机结构设计中，考虑疲劳问题时，主要关注的是（）A.静强度B.动强度C.交变载荷D.冲击载荷答案：C5.飞机结构设计中，为减轻重量常采用的材料是（）A.铝合金B.不锈钢C.钛合金D.复合材料答案：D6.飞机尾翼结构设计的主要目的不包括（）A.保证飞机的稳定性B.保证飞机的操纵性C.增加飞机的载客量D.平衡飞机的气动力答案：C7.飞机结构设计中，机翼的展弦比增大，会使（）A.诱导阻力增大B.升力系数增大C.临界马赫数增大D.结构重量增大答案：B8.飞机机身的气密座舱设计主要是为了（）A.提高飞机的飞行高度B.保证乘客的舒适性C.增加飞机的载油量D.降低飞机的噪音答案：B9.飞机结构设计中，对于机翼的扭转刚度要求是为了（）A.防止机翼颤振B.提高机翼的升力C.减小机翼的阻力D.增加机翼的强度答案：A10.飞机起落架放下锁好后，其主要作用是（）A.支撑飞机重量B.提供起飞动力C.增加飞机的航程D.提高飞机的巡航速度答案：A第II卷（非选择题共70分）二（共15分）答题要求：本大题共3小题，第11题5分，第12题5分，第13题5分。请简要回答问题。11.简述飞机机翼结构设计中翼梁的作用。答案：翼梁是机翼的主要受力构件之一，承受机翼的大部分弯矩和剪力。它为机翼提供了主要的纵向强度，保证机翼在各种载荷作用下不发生过大的变形和破坏。同时，翼梁还作为其他部件如桁条、蒙皮等的安装基础，对机翼整体结构的稳定性起着重要作用。12.说明飞机机身结构设计中隔框的分类及作用。答案：隔框分为普通隔框和加强隔框。普通隔框主要用于维持机身的形状，将机身分成若干个气密小舱，并承受一定的局部气动力。加强隔框则用于承受集中载荷，如起落架传来的载荷等，对机身结构起到加强作用，保证机身在复杂载荷下的强度和刚度。13.简述飞机起落架收放系统设计的要点。答案：要点包括：收放机构要可靠，能在规定时间内完成起落架的收起和放下动作；要保证起落架在收放过程中的稳定性，防止出现晃动、碰撞等情况；收放系统的动力来源要可靠且满足要求；要考虑收放过程中的空间布局，避免与其他部件干涉；还要有良好的密封性，防止起落架舱漏气等。三（共简答题15分）答题要求：本大题共3小题，第14题5分，第15题5分，第16题5分。请简要回答问题。14.在飞机结构设计中，如何提高机翼的颤振临界速度？答案：可以通过增加机翼的刚度，如加大翼梁的尺寸、增加桁条的数量和强度等；合理调整机翼的外形，如改变机翼的后掠角、翼型等；采用有效的颤振抑制装置，如安装颤振阻尼器等方法来提高机翼的颤振临界速度。15.阐述飞机结构设计中采用复合材料的优势。答案：复合材料具有比强度和比刚度高的优点，可减轻飞机结构重量，提高飞机的性能和航程。其可设计性强，能根据不同部位的要求定制材料性能。还具有良好的抗疲劳性能和耐腐蚀性能，可延长飞机结构的使用寿命，降低维护成本。16.说明飞机机身气密座舱压力调节系统的工作原理。答案：压力调节系统通过控制进气和排气来调节座舱压力。当座舱内压力低于设定值时，进气活门打开，引入外界空气；当座舱内压力高于设定值时，排气活门打开，排出多余空气，从而使座舱压力保持在合适的范围内，保证乘客的舒适性和飞机结构的安全。四（共20分）材料：飞机在飞行过程中，机翼会受到多种载荷的作用。例如，在起飞和降落阶段，机翼要承受较大的垂直载荷，以保证飞机的安全起降；在巡航阶段，机翼又要承受气动力产生的弯矩、剪力等。同时，机翼结构设计还需考虑疲劳问题，因为飞机的飞行次数众多，机翼在交变载荷作用下容易出现疲劳损伤。答题要求：本大题共4小题，每小题5分。请根据上述材料回答问题。17.分析机翼在起飞和降落阶段承受垂直载荷时的受力特点。答案：在起飞和降落阶段，机翼承受的垂直载荷较大。此时，机翼上表面受到向上的气动力，下表面受到向下的气动力，合力形成垂直向上的力来支撑飞机重量。机翼的翼梁、桁条等主要受力构件承受着由此产生的弯矩和剪力，翼梁作为主要承载部件，承担大部分的弯矩，桁条则辅助承受局部应力，共同保证机翼在垂直载荷下不发生破坏。18.阐述机翼在巡航阶段承受气动力产生的弯矩和剪力时的结构响应。答案：在巡航阶段，机翼承受气动力产生的弯矩和剪力。机翼的翼梁作为主要的抗弯构件，会发生弯曲变形，上翼面受压，下翼面受拉。桁条和蒙皮协同作用，一方面增强机翼的整体刚度，减小翼梁的变形；另一方面承受部分剪力，将剪力传递给翼梁。翼肋则保持机翼的外形，保证气动力的有效传递，使机翼结构能够稳定地承受弯矩和剪力。19.说明机翼结构设计中考虑疲劳问题的重要性及应对措施。答案：重要性：飞机飞行次数多，机翼在交变载荷作用下易出现疲劳损伤，若不考虑疲劳问题，可能导致机翼结构强度下降，引发安全事故。应对措施：采用合理的结构形式，减少应力集中；选用疲劳性能好的材料；进行疲劳寿命分析和试验，优化设计；对机翼关键部位进行定期检查和维护，及时发现和处理疲劳裂纹等问题。20.结合材料，谈谈如何在机翼结构设计中平衡强度、刚度和疲劳性能。答案：在机翼结构设计中，要通过合理选择材料和结构形式来平衡强度、刚度和疲劳性能。选用高强度、高刚度且疲劳性能良好的材料，如先进的铝合金或复合材料。优化结构布局，合理布置翼梁、桁条等受力构件，提高结构的整体强度和刚度。同时，充分考虑疲劳问题，采取措施减少应力集中，进行疲劳寿命预估和设计优化，确保机翼在满足强度和刚度要求的同时，具有良好的疲劳性能，保障飞机的安全可靠运行。五（共简答题20分）材料：飞机的机身结构设计需要综合考虑多种因素。机身要承受飞机飞行过程中的各种载荷，包括重力、气动力等。同时，机身内部要布置乘客、货物、设备等，还要保证良好的舒适性和安全性。例如，机身的气密座舱设计要保证舱内压力稳定，温度适宜；机身的结构强度设计要确保在各种工况下不发生破坏。答题要求：本大题共4小题，每小题5分。请根据上述材料回答问题。21.分析机身在承受重力和气动力时的受力情况及结构响应。答案：机身承受重力时，整个机身结构受到向下的力，机身的框架结构如隔框、梁等承受着由此产生的弯矩和剪力。机身的蒙皮也参与受力，协同框架结构保证机身的强度。在承受气动力时，机身表面受到气动力作用，气动力在机身不同部位产生不同方向的分力，这些分力会使机身产生弯曲、扭转等变形。机身结构通过合理的布局和构件设计来抵抗这些变形，保证机身的稳定性。22.阐述机身气密座舱设计对保证飞机性能和乘客舒适性的作用。答案：气密座舱设计保证舱内压力稳定，使乘客在飞行过程中不会因外界压力变化而感到不适，提高了乘客的舒适性。同时，稳定的舱内压力有助于保护飞机内部设备，防止因压力差导致设备损坏。此外，气密座舱还能保证舱内温度适宜，为乘客和设备提供良好的环境，从而提高飞机的整体性能和安全性。23.说明机身结构强度设计中如何考虑不同工况下的载荷。答案：在机身结构强度设计中，要对飞机的各种工况进行详细分析，确定不同工况下的载荷情况。例如，起飞、降落、巡航等阶段的载荷特点不同。针对这些不同载荷，合理选择结构材料和构件尺寸，优化结构布局。通过计算和试验，确保机身结构在各种工况下都能满足强度要求，能够承受相应的载荷而不发生破坏，保障飞机的安全飞行。24.结合材料，谈谈机身结构设计中综合考虑各种因素的意义